(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する無端ベルトと、
前記無端ベルトの内周側で当該無端ベルトに近接して固設され、且つ、熱源により加熱されるパイプ状の金属熱伝導体と、
前記無端ベルトを介して金属熱伝導体に当接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、を備えて成り、
前記無端ベルトが、当該無端ベルトの内部で加熱された前記金属熱伝導体からの熱を受けて加熱されると共に、前記加圧部材の回転に伴って固設された金属熱伝導体の外周面を移動可能である定着装置において、
前記定着ニップ部の出口側に、当該定着ニップ部を出た記録媒体を前記無端ベルトから分離し、搬送をガイドするための分離部材を設け、
前記分離部材によって、前記無端ベルトが前記定着ニップ部出口側で前記金属熱伝導体に圧接させられるとともに、
前記分離部材が前記無端ベルトを前記金属熱伝導体に圧接する位置に対応し、且つ、前記金属熱伝導体の内側及び／又は外側に、前記金属熱伝導体の変形を防止するための補強部材が設けられることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記分離部材が前記無端ベルトを前記金属熱伝導体に圧接する位置が、前記金属熱伝導体における記録媒体が通過しない非通紙領域であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記補強部材が前記金属熱伝導体の両端部に設けられ、且つ、前記金属熱伝導体を固設するための固設部材としての機能も兼ね備えることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機あるいはこれらの少なくとも２つの機能を備える複合機などの画像形成装置に搭載される定着装置であって、記録媒体上の未定着トナー像を定着ニップ部で加熱及び加圧することによって定着させる定着装置の改良に関し、さらにはこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から公知の電子写真方式を利用した画像形成装置においては、感光体ドラムなどの像担持体の表面に静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像剤であるトナーによって現像することで可視像化し、さらに、この現像トナー像を記録紙などの記録媒体に転写して、当該記録媒体に画像（未定着トナー像）を担持させ、この記録媒体上の未定着トナー像を定着装置で定着させる構成が知られている。この種の定着装置では、対向するローラ若しくはベルト、さらには、これらの組み合わせにより構成された定着ニップ部で、未定着トナー像を担持している記録媒体を挟持して加圧しながら加熱することにより未定着トナーを定着させている。
【０００３】
これら公知の定着装置の代表的な一例としては、例えば図１に示されるようなベルト定着装置が知られている。このベルト定着装置では、熱源である加熱ヒータ２１を有する加熱ローラ２２と表層にゴム層が設けられた定着ローラ２３とに掛け回される定着ベルト２５であって、テンションローラ２４でスプリング付勢される定着ベルト２５と、当該定着ベルト２５に当接する加圧部材としての加圧ローラ２６とが設けられ、両者が対向当接することで定着ニップ部を形成している。この定着ベルト２５と加圧ローラ２６とで構成される定着ニップ部に到達した未定着トナー像を担持している記録媒体Ｐは、当該記録媒体Ｐがこの定着ニップ部を通過する過程で、加熱ローラ２２の作用により加熱された定着ベルト２５の熱と、加圧ローラ２６から加えられる圧力とにより、未定着トナー像を記録媒体に定着させている。
【０００４】
この種のベルト定着装置に対して、電源投入時あるいは待機時からの画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、待機時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点があるフィルム加熱方式（サーフ方式とも称される）が提案されてきている。この定着方式は、例えば特許文献１に開示されており、この種のフィルム加熱方式による定着装置の一例が図２に示されている。この図２に図示されるようなフィルム加熱方式の定着装置は、一般に、ホルダ１１を介してステー１２に保持される発熱体としてのセラミックヒータ１３と、加圧部材としての加圧ローラ１６との間に耐熱性フィルム（定着フィルム）１４を挟ませることで定着ニップ部を形成し、この定着ニップ部のフィルム１４と加圧ローラ１６との間に未定着トナー像を担持させた記録媒体を導入して、フィルム１４と共に挟持搬送させることで、セラミックヒータ１３の熱がフィルム１４を介して記録媒体に与えられ、さらに定着ニップ部での加圧ローラ１６による加圧力で、未定着トナー像が記録媒体に定着される。このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ１３やフィルム１４として低熱容量の部材を用いることで所謂オンデマンドタイプの装置を構成することができるとともに、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータ１３に通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、クイックスタート性を有し、且つ、省電力を達成することが可能である。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されるようなフィルム加熱方式の定着装置では、定着ベルトとして機能する定着フィルム１４の耐久性の問題が存在し、さらには当該定着フィルム１４の温度安定性の点に問題がある。すなわち、熱源である固定されたセラミックヒータ１３とフィルム１４内面の摺動による耐摩耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返すフィルム内面が荒れて摩擦抵抗が増大し、その結果、定着フィルム１４の走行性が不安定になったり、あるいは、定着装置における駆動トルクが増大するなどの現象が生じる。また、画像を定着させる際に、記録媒体のスリップが生じて形成されるべき画像にズレが生じたり、さらには、駆動ギアに掛かる応力が増大してギアの破損が引き起こされるという問題が発生する場合もある。加えて、定着フィルム１４をニップ部でのみ局所的に加熱しているために、回転している定着フィルム１４が定着ニップ部出口から出て、再度定着ニップ部入口に戻ってくる間にフィルム温度は最も冷えた状態となり、すなわち、未定着トナー像を担持している記録媒体と最初に定着フィルム１４が接触する定着ニップ部入口では、フィルム表面温度が最も冷えた状態になっており、その結果、特に高速回転を行うと定着不良が出やすいという問題がある。
【０００６】
そこで、回転移動させられる定着フィルム内面側とヒータとの間の摺動性能を向上させるための構成として、特許文献２に開示されるようなものが知られている。この特許文献２に開示される加圧ベルト方式の定着装置では、表面が弾性変形する、回転可能な加熱定着ロールと、当該加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、このエンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、上記エンドレスベルトを上記加熱定着ロールに圧接させる圧力パッドとを具備し、この圧力パッドが上記加熱定着ロールの表面を弾性変形させるとともに、上記エンドレスベルトと上記加熱定着ロールとの間に記録媒体が通過させられるベルトニップが形成されるように構成され、さらに、この特許文献２による定着装置によれば、当該圧力パッドの表層に低摩擦シート（シート状摺動材）としてＰＴＦＥを含浸させたガラス繊維シート（ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス）を用いており、このガラス繊維シートにより摺動性を向上させている。しかしながら、この種の加圧ベルト方式の定着装置では、定着ローラの熱容量が大きく、昇温が遅いため、ウォームアップなどに長時間かかるという問題があった。
【０００７】
このような問題を同時に解決するために、本願出願人は、特許文献３に開示されるような構成の定着方式（所謂ＲＡＳ定着方式）の定着装置を既に提案している。このＲＡＳ定着方式の構成では、図３に示されるように、可撓性を有する無端ベルト乃至フィルム３１と、当該無端ベルト３１の内部で位置固定式に設けられ且つ熱源により加熱されるパイプ状の金属熱伝導体３４と、無端ベルト３１を介して金属熱伝導体３４に当接して定着ニップ部を形成する加圧部材としての加圧ローラ６と、で構成されている。この無端ベルト３１は、その内側に設けられたパイプ状の金属熱伝導体３４からの熱を受けて全体的に加熱されると共に、上記加圧部材６の回転に伴って位置固定式の金属熱伝導体３４の外周面を移動可能であり、上記定着ニップ部に突入した未定着トナー像を担持している記録媒体は、上記加熱された無端ベルト３１の熱により溶融されると共に、加圧部材６からの押圧力を受けつつ、加圧部材６の回転に伴って無端ベルト３１とともに搬送されるようになっている。
【０００８】
しかしながら、このＲＡＳ定着方式の定着装置では、金属熱伝導体３４が位置固定式に固設されていて、この固設されている金属熱伝導体３４の外周上を、無端ベルト３１が加圧部材６の回転駆動に伴って一緒に回転するように構成されているので、無端ベルト３１の回転をスムーズに行うためには、少なくとも当該無端ベルト３１の内径は金属熱伝導体３４の外径よりも大きくなっていなければならない。無端ベルト３１の内径が金属熱伝導体３４の外径よりも大きく構成されているために、定着ニップ部の出口側では無端ベルト３１が弛んでしまい、このベルト弛みに起因して、形成されるべき画像に悪影響を及ぼしてしまうことがあった。
【０００９】
このベルト弛みが発生する現象をより詳しく説明すると、所謂ＲＡＳ定着方式の定着装置における定着ニップ部周辺の概略拡大図である図５に記載されているように、無端ベルト乃至フィルム３１と加圧部材６とが図中に示した２つの矢印方向にそれぞれ回転するようになっている構成において、無端ベルト３１は、定着ニップ部入口側では加圧部材６によって定着ニップ部内に引っ張られている乃至押し付けられているため、ベルト弛みは発生しないようになっている。その一方で、定着ニップ部出口側では、無端ベルト３１をパイプ状の金属熱伝導体３４側に引っ張る乃至押し付ける力が何らも存在しないため、定着ニップ入口側及び定着ニップ部自体で無端ベルト３１が金属熱伝導体３４側に押し付けられていることと相俟って、ベルト弛みが発生してしまうというものである。
【００１０】
このように定着ニップ部出口側でベルト弛みが発生してしまうと、定着ニップ部を脱した記録媒体が、弛んだ無端ベルト３１に接したまま乃至沿ったまま搬送されてしまう結果、加熱されている無端ベルト３１から必要以上に熱を加えられてしまうため、形成されるべき画像がホットオフセットされたものになってしまうことがある。また、記録媒体の分離性能に関しても、無端ベルトに弛みが発生し、この弛みに記録媒体が接した状態であると曲率分離しにくくなるので、記録媒体の巻き付きによる搬送ジャムが引き起こされることもあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑み、熱源により加熱される位置固定式のパイプ部材の外周で、加圧部材の回転に伴って無端ベルトを移動させる所謂ＲＡＳ定着方式を用いる定着装置において、定着ニップ部出口側での無端ベルト弛みを極力低減することが可能な定着装置を提供することを目的とし、さらには、当該定着装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、
可撓性を有する無端ベルトと、
前記無端ベルトの内周側で当該無端ベルトに近接して固設され、且つ、熱源により加熱されるパイプ状の金属熱伝導体と、
前記無端ベルトを介して金属熱伝導体に当接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、を備えて成り、
前記無端ベルトが、当該無端ベルトの内部で加熱された前記金属熱伝導体からの熱を受けて加熱されると共に、前記加圧部材の回転に伴って固設された金属熱伝導体の外周面を移動可能である定着装置において、
前記定着ニップ部の出口側に、当該定着ニップ部を出た記録媒体を前記無端ベルトから分離し、搬送をガイドするための分離部材を設け、
前記分離部材によって、前記無端ベルトが前記定着ニップ部出口側で前記金属熱伝導体に圧接させられるとともに、
前記分離部材が前記無端ベルトを前記金属熱伝導体に圧接する位置に対応し、且つ、前記金属熱伝導体の内側及び／又は外側に、前記金属熱伝導体の変形を防止するための補強部材が設けられることを特徴とする定着装置を提案する。
【００１３】
また、本発明において、前記分離部材が前記無端ベルトを前記金属熱伝導体に圧接する位置が、前記金属熱伝導体における記録媒体が通過しない非通紙領域であると好適である。
さらにまた、本発明において、前記補強部材が前記金属熱伝導体の両端部に設けられ、且つ、前記金属熱伝導体を固設するための固設部材としての機能も兼ね備えると好適である。
【００１４】
さらにまた、本発明において、上記目的を達成するために、請求項１〜４のいずれか一項に記載の定着装置を備えた画像形成装置を提案する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、定着ニップ部の出口側に、当該定着ニップ部を脱した記録媒体を定着ベルトである無端ベルトから分離し、また、その搬送をガイドするための分離部材を設け、当該分離部材を用いて、定着ニップ部の出口側で無端ベルトを金属熱伝導体に圧接させるので、無端ベルトが少なくともこの分離部材を超えるまでは金属熱伝導体に接触したまま移動することになり、定着ニップ部出口側で記録媒体に接触するようなベルト弛みを極力低減することが可能となる。また、この分離部材が無端ベルトを金属熱伝導体に圧接する位置を、記録媒体が通過しない非通紙領域にすることで、仮に分離部材が無端ベルトに圧接していることで無端ベルトに傷などの不具合を発生させたとしても、形成されるべき画像に画像不良が発生することを防止することが可能となる。さらにまた、この分離部材が無端ベルトを金属熱伝導体に圧接する位置に対応して、金属熱伝導体の内側及び／又は外側に補強部材を設けることで、この分離部材が金属熱伝導体を圧接する圧接力によって、当該金属熱伝導体が変形することを効果的に防止することが可能となり、さらにまた、この補強部材に、位置固定式に固定される金属熱伝導体を固設するための固設部材としての機能をも兼ね備えさせることで、部品点数の減少を図り、より安価な定着装置を提供することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】定着装置の従来例であるベルト定着方式を概略で示すための断面図である。
【図２】定着装置の従来例であるフィルム加熱方式を概略で示すための断面図である。
【図３】本願発明が適用されるような所謂ＲＡＳ定着装置の一例における、加圧部材と金属熱伝導体との部分を抽出して示した概略断面図である。
【図４】図３に対応する概略斜視図である。
【図５】ＲＡＳ定着方式におけるベルト弛みを説明するための、定着ニップ部を拡大した概略断面図である。
【図６】本発明にかかる定着装置における分離部材の一実施形態を示すための概略斜視図である。
【図７】本発明にかかる定着装置における分離部材の別の実施形態を示すための概略斜視図である。
【図８】本発明にかかる定着装置が搭載されるような画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１８】
最初に、図８を用いて本発明の定着装置５０が設けられるような画像形成装置の構成を説明する。ここで、図８は、画像形成装置の一例としてのカラープリンタの概略断面図を示したものであり、この図８に示されるような画像形成装置は、後述する定着装置５０以外は当業者に従来からよく知られた画像形成装置である。
【００１９】
図８に示される画像形成装置は、電子写真方式の画像形成部を備えて成り、その画像形成部には複数の（図示した例では４つの）画像形成手段１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが設けられている。この第１乃至第４の画像形成手段１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄは、それぞれ同一の構成ではあるが、対応するトナー色だけが異なっており、これら画像形成手段において、例えばブラックトナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。なお、これら画像形成手段は現像剤（トナー）色の違い以外はそれぞれ同一の構成であるため、以下の説明では、トナー色を表す添え字ａ、ｂ、ｃ及びｄを適宜省略して説明する。
【００２０】
ここに図示した画像形成手段１には、静電潜像担持体であるドラム状の感光体２が配置されており、当該感光体２のまわりに、帯電部材３、現像装置４及びクリーニング手段５が設けられている。この感光体２は、時計回りに回転駆動可能であり、当該感光体２の表面には帯電部材３が圧接されていて、この帯電部材３は、感光体２の回転駆動に伴い従動回転させられる。また、この帯電部材３には、図示しない高圧電源により所定のバイアス電圧が印加され、回転駆動する感光体２の表面を一様に帯電できるようになっている。なお、ここに図示した帯電部材３は、感光体２に接触するローラ状部材を採用しているが、コロナ放電などを利用する非接触式のものを採用することも可能である。
【００２１】
また、図８に示される画像形成装置では、４つの画像形成手段１に平行して、斜め下方に露光装置９が設けられている。この露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどの適宜適切な光学構成部材を有しており、各色トナーの画像データに応じて形成された画像情報に基づいて、帯電部材３により帯電させられた各感光体２を露光し、それぞれの感光体２上に静電潜像を作り出すために設けられる。この露光装置９を用いて感光体２上に形成された静電潜像は、感光体２の回転により、現像装置４を通るときに各色トナーが付与されることで現像され、顕像化される。なお、当該画像形成装置の内部における上方には、ブラック、マゼンタ、シアン及びイエローの各色トナーが充填されたトナーボトル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄが配置されていて、このトナーボトル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄから図示しない搬送経路を介して、所定補給量のトナーがそれぞれ各色現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄに補給されるようになっている。
【００２２】
さらに、この各画像形成手段１の感光体２に対向して中間転写体として構成される、無端ベルト状の中間転写ベルト７が配置され、この中間転写ベルト７の表面には各感光体２が当接している。図８に示した中間転写ベルト７は、複数の支持ローラ（例えば、支持ローラ１５ａ、１５ｂなど）に巻きかけられて構成されており、図示した例では、支持ローラ１５ａが、図示しない駆動源としての駆動モータと連結されていて、この駆動モータを駆動させることで、中間転写ベルト７は、図中半時計回りに回転移動すると共に、従動回転可能な支持ローラ１５ｂが中間転写ベルトの回転に伴って従動回転させられる。また、中間転写ベルト７の裏面には、そのベルトを挟んで感光体２に対向して位置する一次転写ローラ８が配置されている。この一次転写ローラ８に図示しない高圧電源から一次転写バイアスが印加され、現像装置４により顕像化されたトナー像が中間転写ベルト７に一次転写されるようになっている。なお、一次転写されずに感光体２上に残された一次転写残トナーは、感光体２による次の画像形成動作に備えるためにクリーニング装置５により除去され、感光体２上におけるトナーが完全に除去される。
【００２３】
さらにまた、図示した画像形成装置１では、一次転写ローラ８らの、中間転写ベルト７の駆動方向下流側に、二次転写装置としての二次転写ローラ１８が設けられている。この二次転写ローラ１８は、中間転写ベルト７を挟んで支持ローラ１５ｂと対向しており、当該二次転写ローラ１８と支持ローラ１５ｂとで中間転写ベルト７を介して二次転写ニップ部を形成している。また、当該画像形成装置は、記録媒体積載部としての給紙カセット３０、給送コロ３１に加え、レジストローラ対３５などを備えると共に、二次転写ローラ１８から見て、記録媒体の搬送方向下流側には、熱と圧力とを記録媒体に加えて未定着トナー像を記録媒体に定着させるための定着装置５０と、当該定着装置５０を出た記録媒体を排紙トレイなどの記録媒体排出部に排紙するための排紙ローラ対３６が設けられている。
【００２４】
次に、この画像形成装置における画像形成動作について説明する。この画像形成動作においても、各感光体２にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト７に転写する構成は、そのトナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一であるため、添え字ａ，ｂ，ｃ及びｄは必要に応じて適宜省略する。
【００２５】
まず、図示しないパーソナルコンピューターなどからの画像形成信号を受けた画像形成装置では、上記した感光体２が図示しない駆動源により時計回り方向に回転駆動を開始させられ、このとき感光体２表面にやはり図示しない除電装置からの光が照射されて表面電位が初期化される。この表面電位を初期化された感光体２の表面が、今度は帯電部材３によって所定の極性に一様に帯電させられる。帯電させられた感光体２表面には、露光装置９からのレーザ光が照射され、これによって感光体２表面に所望の静電潜像が形成される。なお、露光装置９から各感光体２に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及び黒の各トナー色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像は、現像装置４を通る際に、現像装置４からの各色トナー（現像剤）が付与され、顕像化されたトナー像として可視化される。
【００２６】
ここで、中間転写ベルト７は、図中反時計回りに走行駆動させられるが、上記した一次転写ローラ８には、感光体１上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加される。この一次転写電圧の作用により、感光体２と中間転写ベルト７との間に一次転写電界が形成され、感光体２上のトナー像が、その感光体２と同期して回転駆動されている中間転写ベルト７上に静電的に一次転写される。このように一次転写される各色トナー像は、中間転写ベルト７の搬送方向上流側から逐次タイミングを併せて中間転写ベルト７上に重ね合わされ、所望のフルカラートナー像が中間転写ベルト７上に形成される。
【００２７】
その一方で、画像を形成されるべき記録媒体は、給紙カセット３０に積載された記録媒体束から給送ローラ３１などの適宜適切な搬送部材の作用によりレジストローラ対３５まで一枚ごとに分離されて給送され、未だ回転駆動を開始していないレジストローラ対３５のニップ部まで搬送される。その際、レジストローラ対３５においては、搬送されてきた記録媒体の先端が当該レジストローラ対３５におけるニップ部に突き当たり、所謂ループを形成することで、記録媒体のレジストレーションが行われる。その後、中間転写ベルト７上に担持されたフルカラートナー像とのタイミングを図って、レジストローラ対３５の回転駆動が開始され、支持ローラ１５ｂと、これに中間転写ベルト７を介して対向する二次転写ローラ１８とで構成される二次転写ニップ部に向けて記録媒体が送出される。本実施例では、二次転写ローラ１８に中間転写ベルト７表面におけるフルカラートナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト７表面に形成されたフルカラートナー像が記録媒体上に一括して転写され、当該記録媒体上で未定着トナー像として担持される。トナー像を転写された記録媒体は、後述する定着装置５０までさらに搬送され、当該定着装置５０を通過するときに、この定着装置５０で熱と圧力とを加えられ、半永久的なフルカラー画像として記録媒体に定着させられる。定着装置５０で画像を定着させられた記録媒体は、さらに搬送されて、排紙ローラ対３６を介して排出トレイなどの記録媒体排出部に排出されることで画像形成動作が完了する。なお、二次転写ローラ１８が配置される二次転写ニップ部で転写されずに中間転写ベルト７上に残留した残留トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段１９により取り除かれ回収される。
【００２８】
ここで、本願発明が適用されるような所謂ＲＡＳ定着方式の定着装置５０の構成と作用について図３及び図４を用いて説明する。図３は、本願発明が適用されるような所謂ＲＡＳ定着装置の一例における、加圧部材と金属熱伝導体との部分を抽出して示した概略断面図であり、図４は、図３に対応する概略斜視図である。
【００２９】
図３及び図４に示されるＲＡＳ定着方式の定着装置５０では、定着ベルトである可撓性を有する無端ベルト乃至フィルム３１と、この無端ベルト３１の内周側で当該無端ベルト３１に近接して固設され（すなわち、位置固定式に及び回転不能に設置され）、且つ、熱源３５（図示した例ではハロゲンヒータ）により加熱されるパイプ状の金属熱伝導体３４と、無端ベルト３１を介して金属熱伝導体３４に当接して定着ニップ部を形成する加圧部材６と、を備えて成る。また、この定着装置５０では、既述の無端ベルト３１が、当該無端ベルト３１の内側で加熱された金属熱伝導体３４からの熱を受けて加熱されると共に、加圧部材６の回転に伴って固設された金属熱伝導体３４の外周面を移動可能であるように、すなわち加圧部材６の回転に伴って連れ回りするように構成されている。さらに、この図３に図示した例におけるパイプ状の金属熱伝導体３４には、無端ベルト３１を介して加圧部材である加圧ローラ６と対向・当接し、定着ニップ部を形成するためのニップ部形成部材３２として、例えばパッド３２などが設けられている。なお、このニップ部形成部材３２は、加熱効率保持のための断熱材３６を介してパイプ状の金属熱伝導体３４に支持されていて、当該ニップ部形成部材３２を支持している金属熱伝導体３４の部分は、金属熱伝導体３４と同様に固設されている支持体３３に支えられる。また、金属熱伝導体３４と無端ベルト３１との間には、シリコーンオイルやフッ素グリス等の潤滑剤が塗布されており、当該無端ベルト３１が固設された金属熱伝導体３４の外周面上を移動する際に、両者間の摩擦が軽減されるようになっている。なお、図示されるように、ニップ形成部材３２と無端ベルト３１との間にメッシュ状潤滑シート３７を介在させて、定着ニップ部におけるニップ形成部材３２と無端ベルト３１との間の摩擦を低減させるように構成することもできる。
【００３０】
中空のパイプ状である金属熱伝導体３４は、アルミ、鉄、ステンレスなどの薄肉の金属（例えば、その肉厚は０．１〜０．４ｍｍ程度である。）を曲げ加工などの加工処理を施すことで形成されており、図示した例の金属熱伝導体３４における断面形状は、ニップ部形成部材３２を収容する部分を除いて略円形であるが、その他にも楕円形や多角形などの他の断面形状を採用することができる。また、この金属熱伝導体３４は、図示した例では、その中空のパイプ状内部に内蔵されたハロゲンヒータである熱源３５により加熱・昇温され、この熱源３５により加熱された金属熱伝導体３４の熱が拡散することで、定着ベルトである無端ベルト３１全体に略均一に熱が加えられ、所望の定着温度にまで無端ベルト３１の表面温度が昇温されるようになっている。なお、この無端ベルト３１の表面温度は、サーミスタ３８などの適宜適切な温度センサの出力値により熱源３５の点灯率や点灯パワーなどを制御することによって制御乃至維持されるようになっている。また、ここに図示した熱源３５は、金属熱伝導体３４に内蔵されるハロゲンヒータであるが、これに限られず、ＩＨ方式を採用することも可能であるし、抵抗発熱体やカーボンヒータなどを採用することも可能である。さらに、先に記述した支持体３３が、内蔵する熱源３５の輻射熱などにより加熱されてしまう場合には、支持体３３の表面に断熱層を設けたり、あるいは、鏡面処理を行うなどして輻射熱を反射させることもできる。このように、支持体３３の表面に加工を施すことで、支持体３３の昇温を防止して、無駄なエネルギー消費を抑制するように構成するのが好適である。
【００３１】
ここで、図３及び図４では、定着ニップ部が金属熱伝導体３４から見て凹形状に形成されているが、平坦形状やその他の形状で構成してもよい。しかしながら、定着ニップ部の形状を、図示されるように金属熱伝導体３４から見て凹形状にするの方が、記録紙などの記録媒体先端の排出方向が加圧ローラ６寄りになり、分離性が向上して搬送ジャムの発生が抑制されるため好適である。
【００３２】
また、定着ベルトである無端ベルト３１は、その全体の厚みが１ｍｍ以下であり、可撓性を有する無端状のベルトとして構成される。この無端ベルト３１の基材としては、ニッケルやＳＵＳ等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料が用いられ、さらに、当該基材上には、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の離型層がコーティングされるなどして設けられ、トナー像が付着しないように離型性が持たせられている。また、必須ではないが、無端ベルト３１の基材と離型層との間に、シリコーンゴムなどの弾性層を設けてもよい。この弾性層を設けない場合は、熱容量が小さくなって定着性が向上するものの、未定着トナー像を押しつぶしてこれを記録媒体に定着する際に、無端ベルト表面の微妙な凹凸が画像に転写されることがあり、これによって、形成されるべき画像のベタ部にユズ肌状の跡が残るという不具合が生じることがある。したがって、これを改善するために、シリコーンゴム層などの弾性層を１００μｍ以上の厚みで設けるのが好ましく、弾性層が１００μｍ以上あれば、当該弾性層の変形により、微小な凹凸が吸収されてユズ肌状画像が改善される。
【００３３】
さらにまた、加圧部材である加圧ローラ６では、中空の金属ローラにシリコーンゴム層を設け、さらに離型性を得るためにその表面に離型層（ＰＦＡ又はＰＴＦＥ層）を設けている。このように構成される加圧ローラ６は、画像形成装置に設けられたモータ等の駆動源（図示せず）からギヤなどを介して駆動力が伝達されることで回転駆動可能なように構成されている。また、加圧ローラ６はスプリング等の付勢部材により無端ベルト３１側に押し付けられており、前記したシリコーンゴム層が押しつぶされて変形することで所定のニップ幅を有するようになっている。このように無端ベルト３１側に押し付けられた加圧ローラ６が回転駆動すると、当該回転に伴って、定着ニップ部での押圧力を受けている無端ベルト３１は、固設される金属熱伝導体３４の外周面上を連れ回りするようになっている。なお、加圧ローラ６は中実のローラであってもよいが、中空のほうが熱容量が少なくなるため好適である。また、加圧ローラ６にハロゲンヒータ等の加熱源を備えさせてもよい。シリコーンゴム層はソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ６の内部にヒータを設けない場合は、スポンジゴムを採用することもできる。ソリッドゴムとスポンジゴムとを比較すると、スポンジゴムの方が、断熱性が高まり無端ベルト３１の熱が奪われ難くなるのでより好適である。
【００３４】
上記したように構成される定着装置５０では、先に記述したように、加圧ローラ６の回転駆動を受けて無端ベルト３１が金属熱伝導体３４の外周面上を連れ回り回転するが、その際には、無端ベルト３１は、定着ニップ部以外において金属熱伝導体３４にガイドされていて、一定の距離以上に無端ベルト３１が金属熱伝導体３４から離れないように案内されている。したがって、パイプ状の金属熱伝導体３４が加熱されることで昇温した熱が熱拡散することにより、当該金属熱伝導体３４から一定の距離にある無端ベルト３１全体を均一に昇温させるので、無端ベルト３１全体の温度が素早く昇温し、且つ、安定する定着装置５０を提供できるようになる。
【００３５】
ここで、このように構成される定着装置５０において、加圧ローラ６の回転中の定着ニップ部での無端ベルト３１は、金属熱伝導体３４側に密着している。しかしながら、冒頭でも述べたように、金属熱伝導体３４の外周面上を無端ベルト３１がスムーズに移動するためには、必ず金属熱伝導体３４の外周径と無端ベルト３１の内周径との間で直径方向にクリアランスが存在し、定着ニップ部下流側では、無端ベルト３１に加圧ローラ６の張力乃至押圧力が働かないので、図５に示すようにベルト弛みが発生してしまうことになる。図５に示されるようなベルト弛みが発生していると、定着ニップ部で定着工程を既に終えている記録媒体がそのまま弛んだ無端ベルト３１に沿って搬送されてしまうこともあり、その場合には、加熱されている無端ベルト３１から不必要に熱を加えられ、形成されるべき画像が所謂ホットオフセットされたものになってしまうことがある。さらに、ベルト弛みが発生していると、記録紙などの記録媒体の、無端ベルト３１に対する分離性の観点からも問題があり、具体的には、記録媒体が無端ベルト３１に対して曲率分離しにくくなる結果、当業者には巻付きジャムなどと称されている搬送ジャムを引き起こすことがある。
【００３６】
そこで、本願発明の発明者らは、鋭意研究した結果、図５に示されるようなベルト弛みが発生する定着ニップ部出口側において、当該定着ニップ部を出た記録媒体を無端ベルト３１から分離し、その搬送をガイドするための分離部材８０を設け、この分離部材８０を用いて、定着ニップ部出口側で無端ベルト３１を金属熱伝導体３４に圧接させることを考え出した。その本願発明の一例が図６に示される。なお、図６では、発明の理解を深めるために、金属熱伝導体３４、無端ベルト３１及び分離部材８０を中心に描いており、加圧部材である加圧ローラ６や支持部材３３などのその他の構成部材が省略して描かれていることに注意されたい
【００３７】
図６に示される分離部材８０は、金属からなる一枚の板（以下、板金板と称する。）を板金加工して、その定着ニップ部の方に向いた先端厚が０．１〜０．３ｍｍ程度に作られるものであり、本来的な機能として、定着ニップ部を脱した記録媒体を無端ベルト３１から分離し、分離された記録媒体の搬送を補助するためのガイド板としての機能を有する。さらに、ここに図示される本願発明の板金板である分離部材８０は、その両端部に脚部８１が設けられていて（図６に図示した例では一方の端部のみを図示している。）、この脚部８１を、無端ベルト３１を介して金属熱伝導体３４上に押圧することにより、無端ベルト３１を金属熱伝導体３４上に圧接することができるようになっている。このように分離部材８０の脚部８１によって、無端ベルト３１を金属熱伝導体３４に圧接すれば、加圧部材６の回転駆動に伴って連れ回りする可撓性の無端ベルト３１は、連れまわり回転の際に少なくともこの脚部８１を越えるまでは、金属熱伝導体３４の外周に沿って回転することになるので、定着ニップ部出口における無端ベルト３１のベルト弛みが極力防止され、また、分離部材８０の本来的なガイド板機能とも相俟って、定着ニップ部を脱した記録媒体は、無端ベルト３１から好適に分離されることになる。したがって、弛んだ無端ベルト３１に過度に接触することで発生するホットオフセット画像の問題や、巻付きジャムなどの搬送ジャムの問題が発生しなくなる。なお、この一枚の板金板は、金属材料を板金加工することで得ているが、分離部材８０を樹脂製材料で成形してもよい。しかしながら、樹脂製材料を採用した場合では、成形時のソリや加熱時の変形などによって所望の寸法制度を確保しがたく、また、分離部材８０における定着ニップ部の方に向いた先端厚を薄くしがたいので、金属からなる一枚板を板金加工する方が好適である。分離部材８０を金属から板金加工すれば、非常に薄い先端厚を達成することも出来るので、記録媒体の分離性能を上げることができるだけでなく、定着ニップ部出口に極力近づけることも可能になる。
【００３８】
また、図８に示される画像形成装置のように、記録媒体を鉛直方向に搬送する所謂縦搬送の場合には、定着ニップ部出口側は、金属熱伝導体３４の上方に位置するため、分離部材８０は、その自重によりある程度までは無端ベルト３１を金属熱伝導体３４に圧接させることができるが、スプリング等の付勢部材を用いて分離部材８０を、ひいては脚部８１を金属熱伝導体３４側に加圧する方がベルト弛みを解消させる効果が高くなるため好適である。また、図示した例では、脚部８１を分離部材８０の両端部に設けているが、本願発明ではこれに限られるものではない。例えば、金属熱伝導体３４の軸線方向乃至長手方向に略同一の長さを有して延在している分離部材８０の中央部などに脚部８１を設けてもよいし、あるいは、この脚部８１が、金属熱伝導体３４に対して軸線方向乃至長手方向に略同一の長さを有して延在している分離部材８０の全体に渡り存在していてもよい。しかしながら、例えば、図６に図示されるように、金属熱伝導体３４の長手方向乃至軸線方向で見て、分離部材８０の脚部８１が無端ベルト３１の両端部付近を圧接するように構成して、脚部８１が無端ベルト３１の非通紙領域を圧接するように構成したほうが、無端ベルト３１の通紙領域には分離部材８０に起因する傷が発生せず、その結果、形成されるべき画像に影響が出ないため好適である。
【００３９】
ここで、所謂ＲＡＳ定着方式の定着装置では、先に記述したように、各部品の熱容量を減らしてウォームアップ時間を短縮させることもその目的としているために、金属熱伝導体３４は、その肉厚が０．１〜０．４ｍｍ程度と非常に薄肉のものが採用される傾向がある。したがって、金属熱伝導体３４の強度は非常に弱く、分離部材８０を例えば付勢部材などで強制的に圧接させている場合などには、当該金属熱伝導体３４が経時的に変形してしまうことが考えられる。
【００４０】
そこで、図６に示されるように、分離部材８０の脚部８１が無端ベルト３１を金属熱伝導体３４に圧接している位置（図６ではハッチングを付けられた部分に相当する。）に対応して、補強部材６０を金属熱伝導体３４の内部に設けることも可能である。なお、図６では、補強部材６０は、未だ金属熱伝導体３４に取り付けられていない状態を示しており、ここに図示した例における補強部材６０は、図６においてハッチングを付けられた部分における金属熱伝導体３４の内側に嵌挿されることを予定している。また、補強部材６０は、分離部材８０の脚部８１による圧接力に抗するために設けられるものであるから、当然に金属熱伝導体３４の内径と略等しい外径を有し、且つ、ニップ部形成部材３２などが設けられている場合には、このニップ部形成部材を収容するための部分形状などに対応させて、パイプ状の金属熱伝導体３４の内部側形状と同形状の外形を有している。
【００４１】
なお、図６に示した例では、補強部材６０が金属熱伝導体３４の内部側に嵌挿されるが、この例とは相違して、図６でハッチングで示された部分において、金属熱伝導体３４の外側に補強部材６０を配置することもできる。この金属熱伝導体３４の外側に取り付けられる補強部材６０の場合は、補強部材６０の内径が金属熱伝導体３４の外径に等しくなるように、且つ、金属熱伝導体３４の外側形状に対応して補強部材６０が形成されるが、この場合は、無端ベルト３１と金属熱伝導体３４の密着性が損なわれないように、補強部材６０は薄肉の部材で構成し、且つ、出来るだけ通紙領域から離したほうがよい。また、金属熱伝導体３４の内側及び外側を２つの補強部材を用いて補強してもよい。
【００４２】
次いで、図７を用いてさらに別の補強部材６０の構成を説明する。図７に示される補強部材６０は、先に図６で示した補強部材６０の機能に加えて、金属熱伝導体３４を位置固定式に固設するための固設部材としての機能を兼ね備えることに特徴がある。金属熱伝導体３４は、先に記述したように画像形成装置や定着装置に対して位置固定式に固設されており、そのため金属熱伝導体３４は、例えば、図示しない定着装置の壁面などに、金属熱伝導体３４の端部に配置されるフランジなどの固設部材を介して固設されている。そこで、図７に示される補強部材６０では、この補強部材にフランジ形状部６１を増設して、このフランジ形状部６１を用いて、金属熱伝導体３４を定着装置の壁面などに固定できるようにした。このように構成すれば、部品点数を増やすことなく金属熱伝導体３４を補強することも可能となるので好適である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機あるいはこれらの少なくとも２つの機能を有する複合機などの画像形成装置に搭載される定着装置であって、記録媒体上の未定着トナーを定着ニップ部で加熱及び加圧することによって定着させる定着装置に対して、さらには当該定着装置を備えた画像形成装置に対して、好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
６    加圧部材（加圧ローラ）
３１  無端ベルト（定着ベルト）
３２  ニップ形成部材
３３  支持体
３４  金属熱伝導体
３５  熱源
３６  断熱材
５０  定着装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】特開平０４−４４０７５号公報
【特許文献２】特開平０８−２６２９０３号公報
【特許文献３】特開２００９−３４１０号公報
【図１】
0005556236.tif 000002
【図２】
0005556236.tif 000003
【図３】
0005556236.tif 000004
【図４】
0005556236.tif 000005
【図５】
0005556236.tif 000006
【図６】
0005556236.tif 000007
【図７】
0005556236.tif 000008
【図８】
0005556236.tif 000009